銀離子是金屬銀失去一個以上電子形成的帶正電荷的陽離子，如Ag1+、Ag2+ 、Ag3+等。以水溶液形式存在，銀離子具有氧化作用，常用於殺菌消毒等。

銀離子抗菌劑在眾多紡織品抗菌劑中屬於效果與安全性比較高的品種，那麼如何區分納米銀離子與電解銀離子抗菌劑？兩者抗菌有何區別？本文為您一一道來。

一、基本概念與常識普及

1.分子、原子、 電子、 離子

分子是獨立存在而且保持物質化學性質的最小粒子。

原子是組成物質的最小顆粒。原子由原子核以及圍繞在原子核旁邊的電子組成。

原子整個極性呈中性。如果原子的質子數和電子數不等，那麼就成為瞭離子，如果電子數目大於質子數，離子極性為負，反之離子極性為正。極性為負的離子稱為陰離子，極性為正的離子稱為陽離子。

在化學反應中,金屬元素原子失去最外層電子,非金屬原子得到電子,從而使參加反應的原子帶上電荷。帶電荷的原子叫做離子，帶正電荷的原子叫做陽離子，帶負電荷的原子叫做陰離子。

2.納米、離子的體積

納米是長度單位，是一米的十億分之一（米→厘米→毫米→微米→納米）, 大約為萬分之一頭發粗細。

1微米＝1000納米,即1～999個納米單位都叫可稱為納米。

原子的大小是1毫米（mm）的千萬分之一。1微米（μm）的萬分之一。

這樣就可以知道，1個納米大約為10個離子（原子）的大小。

納米銀的制造技術，日本為最高為4～５個納米單位。即，1個納米銀微粉顆粒，可以容納40～50個離子（原子）。而一般的納米銀制造技術，微粉顆粒的大小在10～20納米單位。也就是可以容納100～200個離子（原子）。

3．微生物的大小以微米為準

比如，一個標準的草履蟲--一種單細胞的淡水小生物--大約為2微米寬。

球菌的直徑約在0.75-1.25微米（μm）之間、桿菌長度約2-5微米（μm）、螺旋菌長約100-200微米（μm）。

病毒比細菌小得多，必須通過電子顯微鏡才可以看到。

離子（原子）是細菌的幾萬或幾十萬分之一大小。銀離子作為陽離子，因此很容易和陰離子的細菌吸附，進入細菌的體內。

4．細菌是分裂繁殖，病毒是靠自我復制來繁殖

細菌病毒繁殖速度極快，成幾何級數增長。一般細胞分裂一次需時僅20～30分鐘。條件適宜,病毒復制周期短,幾十分鐘內可能要增殖幾百萬次。

5．抗菌、殺菌、消毒、抑菌

抗菌（anti-microbial）: 是一個泛指詞，包括殺菌和抑菌。

殺菌（microbiocide）：指將待處理體系中的微生物營養體和繁殖體殺死的過程。

消毒（disinfection）: 指破壞待處理體系中微生物的過程，但消毒過程一般對微生物孢子無效，消毒不需要殺滅體系中所有微生物，隻需要達到預定的處理要求，一般需要將體系中的致病和條件致病的微生物出去或使之喪失活性。

抑菌（bacteriostasis）：抑制微生物生長繁殖的作用，抑制待處理體系中微生物活性，使之繁殖能力降低或停滯繁殖的過程。

二、無機抗菌劑中的銀離子

抗菌劑一般分為無機類和有機類兩大類。

有機抗菌劑主要是化學抗菌劑，通過化學反應破壞細胞膜，殺菌快，效果好，成本低，應用廣泛。但安全性差、效果不長久，容易出現耐性菌。

無機類抗菌劑，安全、長效、耐高溫。不會出現耐性菌。金屬離子是無機類抗菌劑很重要的部分，尤其銀系抗菌劑近幾年來應用最廣。

系抗菌劑的抗菌功能成份是銀離子。銀離子作為抗菌劑，具有安全性、廣譜性、長效性、無耐性菌、抑菌效果顯著的優點，是一種非常理想的抗菌劑。缺點是銀離子不穩定，加工成本高。銀離子無耐性菌出現，即菌對銀離子沒有抗藥性。這是由於銀離子的獨特的殺菌機理造成的。

（圖：銀離子抗菌機理）

一般的抗菌劑主要通過破壞細胞膜來殺菌。這樣一來，曾經受到重創的細菌也在不斷進化變異，不斷適應越來越毒的化學藥劑。甚至出現瞭幾乎“刀槍不入”，沒有藥劑可以對付的所謂“超級細菌”。而這些“超級細菌”曾經是一些比較“溫馴”的細菌。就象太上老君的煉丹爐把孫悟空煉成火眼金睛一樣，也“錘煉”成瞭能夠分解藥物，且本身毒性十足，足可以置人於死地的超級病原菌，如大腸菌O-157、耐性葡萄球菌(MRSA)等。

銀離子的抑(殺)菌機理概括而言，主要有兩大學說。其一，細菌細胞分裂繁殖阻礙說。銀離子是作為陽離子吸附並進入細菌的細胞膜內，和細胞內酵素反應，引起蛋白質代謝失調，導致新陳代謝障礙，細胞分裂（增殖）機能停止。細菌在排除體內異己成份過程中，耗盡能量，喪失活力。其二，是銀離子激活產生活性氧（OH-），氧化分解細菌病毒說。銀離子是金屬離子中最為活潑的一種，在光和水份（空氣中含有一定的水份）存在的條件下，銀離子會激活，產生活性氧（OH-）。這種安全性等同於自然界離子的活性氧（OH-），確擁有數倍於紫外線和臭氧的氧化分解能力，對細菌和病毒具有殺滅分解效果。近幾年來，日本的夏普，松下等傢電產品都采用瞭這種殺菌除臭技術。最近，日本一些研究者確認，即使在無光的水中，銀離子也會產生活性氧（OH-）。

以上兩大抑(殺)菌機理學說都有電子顯微鏡等現代科學測試的佐證。但是，不管是那一種論述都能夠充分說明：銀離子對細菌和病毒的抑(殺)菌方式，使細菌和病毒不可能出現耐性菌。

三、銀離子抗菌劑的前世今生

銀離子是一個既傳統又經常被推陳出新的抗菌劑。

金屬銀在水中，或者在空氣中（空氣中存在一定的水份），銀的表面會遊離出微量的銀離子，所以具有一定的殺菌作用。從遠古時代，人們就開始使用銀器。人們發現在銀食器中的奶不會變質，食品不會變質，銀耳環不會使皮膚感染發炎。東南亞的僧侶現在還在使用銀碗化緣。這些都是人類經驗性地利用銀的抗菌作用的事例。後來的研究者也正是從中獲得啟發，從經驗到理性研究，研制出瞭各種類型的銀離子抗菌劑產品。

人們很早就能夠在試驗室制備銀離子溶液。

1884年，德國婦產科醫生Crede將濃度為1％的硝酸銀溶液滴入新生兒眼中，預防新生兒結膜炎，使嬰兒的失明率從10％降至0.2％。直到今天為止，許多國傢仍在使用Crede預防法。

上世紀二、三十年代，德國、法國和舊蘇聯等國傢將電解法銀離子應用於自來水的殺菌消毒。日軍在侵華戰爭中也曾利用電解銀離子對占領區的飲用水進行殺菌消毒。但是，當時由於制造技術差，銀離子濃度低而成本高，難以形成工業化生產。到後來自來水的殺菌消毒隻能讓位於新出現的化學藥劑--氯。

以氯為代表的化學合成抗菌劑出現以後，由於它們殺菌力強、速度快，成本低，很快統治瞭抗菌劑大部分市場。銀離子除瞭硝酸銀眼藥水等專用抗菌劑外，市場損失殆盡。

十幾年前，納米技術興起。科學傢發現，銀的殺菌效率和其表面積有很大關系。通過增大表面積，可以提高銀離子的釋放量，使其殺菌能力產生質的飛躍。也就是說用極少量的銀附著於納米級的載體便可產生強力的殺菌作用。於是，一時間納米銀粉劑（或稱之為載銀）成為時髦。一些國傢甚至作為新產業來扶持,競相開發納米銀。

但是，近幾年來，出於納米對環境和人體可能帶來的負面影響的擔心日益上升，“奔跑”的納米銀在發達國傢出現瞭問題。2003年底發生瞭韓國三星納米銀洗衣機在北美等地因受抵制而主動招回事件。2006年11月22日美國環境保護局（EPA）要求在美國銷售使用納米銀的企業，有義務向EPA呈示關於該產品的安全性的科學論證（見當天的華盛頓郵報）。這實際上是以美國為首的發達國傢，開始對納米銀的一種叫停，這將會對制造和使用納米銀企業的產生影響。2009年，英國科研人員發表瞭納米對DNA有損害的結論。可以想象，納米材料使用於人體的現象不久就會中止。盡管現在國內還聽不到這種聲音。

在納米銀盛行的同時，傳統的電解法銀離子的研發，也在日本等國傢深入進行。由於納米產品本身的問題，原先運用納米銀開發產品的公司，紛紛轉而選擇電解法銀離子，也刺激和加速電解法銀離子產品的技術升級。

電解法銀離子抗菌劑的產業化生產，一直是眾多研究者的夢想。一度流行的電解法銀離子，最終受制於當時的技術歷史條件，沒有實現。工業化生產難度大的原因：銀離子是一種極為活潑的離子，極容易與其他物質反應，難以保存。而高濃度、高純度的銀離子分解提純和濃縮更是困難，生產環境要求苛刻。 這就是目前市場上較少看到電解法生產的銀離子溶液的原因。而濃度低，不穩定的銀離子產品，沒有使用價值。物流倉儲成本高，也沒有商業價值。

近年，在日本，電解法生產終於獲得瞭技術的突破。終於可以生產出可稀釋上百倍，純離子濃度高達數百ml/g以上，且純度高的、性能穩定的電解銀離子溶液。打破瞭目前銀離子隻有納米銀單一品種的市場局面。使銀離子抗菌劑的普及性使用有瞭可能。電解法制取的銀離子溶液,沒有納米銀的載體，所含成份簡單純粹，無雜質。可直接使用於人體的皮膚、粘膜的殺菌消毒和環境消毒。高度濃縮的銀離子溶液,無色、無味、透明，易於復配加工和倉儲運輸。

電解法獲取的銀離子，是沒有任何附著載體的純粹的銀離子制劑。一定量的銀離子消耗完後，銀離子也就沒有瞭，因此，是安全的。不存在銀離子的蓄積性問題，也就沒有納米銀在環境或體內的蓄積性所引起生態和身體的安全擔心問題。電解法獲取的銀離子濃度為純粹的銀離子濃度，可以通過精確的濃度標準計量來測定。0.5～1.0ppm濃度的純銀離子稀釋液即可殺滅大部分細菌和病毒。一百多年來銀離子的應用，主要是電解法銀離子的應用歷史。包括國際衛生組織（WHO）在內的權威機構，都有關於銀離子應用的經典性論述，多少濃度對何種病原菌有殺菌效果，有詳細的資料可供參考。而這些資料都是建立在電解法純銀離子基礎之上的。在國際衛生組織（WHO）的文獻中，還沒有關於納米型銀離子的資料。

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四、銀離子抗菌劑的分類與特征

1、藥劑類

有粉劑與溶液。出現較早。在現代藥典中，先後收載過硝酸銀、蛋白銀、矽炭銀、磺胺嘧啶銀等四個含銀藥物，分別用於眼結膜炎、淋病、膀胱炎、痢疾、腸炎、燒傷等疾病的治療。其中代表產品為硝酸銀眼藥水。使用最多的是硝酸銀。醫療上，1%濃度的硝酸銀常用於新生兒滴眼防淋球菌感染和用於眼結膜炎的治療。

2、電解銀離子

液體。出現早，但是很長時期難以產業化。高濃度、高純度制造是最近的突破。

3、納米銀

或稱載銀。粉末。制造方法上有多種載體材料可利用，所以市場上有眾多產品。納米銀的制造工藝，需要磷酸鋯、磷灰石、沸石等礦物質做載體，其中銀含量為3%左右。原理上是通過將含銀載體加工成納米級微粉，增加銀的單位表面積, 來提高銀離子的釋放量，提高殺菌力。納米銀微粉的主要用途是加工抗菌纖維，如果要將納米銀微粉加工成水溶液，加工方法是把微粉溶於水中。所以說納米銀溶液是包含載體的溶液，納米銀溶液的濃度是含礦物質載體的銀離子濃度。

納米銀實際上是一個包含多種制造方法，不同載體的，質量效果都參差不齊的產品總稱。納米單位從1～999納米單位都可叫納米，每相差1個納米單位，其表面積相差都會成幾何級數增大。可想而知，1納米單位與999納米單位的表面積相差會有多麼巨大。納米單位越小，表面積越大，遊離出來的銀離子越多，殺菌效果越好。所以,同是納米銀，品質價格相差很大。目前，在國際最高水平的納米銀制品（日本東亞合成株式會社）的納米單位為4個納米單位。而一般納米銀產品在20～30個納米單位左右。產品良莠不齊，價格懸殊可想而知。再加上納米單位很難驗證，客人即使借助精密儀器，也難以判斷。這就使納米銀的信用受到影響。所以同樣叫載銀（納米銀），市場上，有的1公斤賣幾千元，有的才幾百元，相差十幾倍，客人難以適從。

以上三種類型的銀離子抗菌劑，實現其殺菌功能的成份都是所含銀離子。

不同類型的銀離子抗菌劑由於自身的物理形態、性能和配合成份不同，使用場合受到限制。

以硝酸銀為代表的藥劑類銀離子抗菌劑，雖然出現得較早。但是，存在硝酸成份，所以使用主要限於眼藥水。在歐美、日本等發達國傢，不允許使用於皮膚粘膜及環境殺菌消毒。

硝酸銀等藥劑類抗菌劑用途專業，而納米銀與電解銀應用廣泛，也比較容易被混淆。

納米銀溶液與電解銀離子溶液是相同而又有區別的兩個概念。這是要特別指出的。所含的殺菌功能成份都是銀離子。但是所含內容不同。電解銀溶液所含為純粹銀離子，而納米銀溶液所含的載體才是主成分，銀離子隻是很少量。第二，納米銀和電解銀使用的濃度計量單位都是ml/g（ppm），國際上通行的電解銀溶液中標示濃度為所含純粹銀離子濃度。而納米銀的標示濃度為包含納米載體的濃度。又由於納米銀各廠傢技術良莠不齊，即使同樣的標示濃度，而實際所含銀離子的濃度也並不一樣，殺菌效果自然也不一樣。

由上所述，電解銀離子溶液與納米銀離子溶液的濃度難以比較。

我們隻能以最低抑菌濃度為標準，來做粗略的分析比較。納米銀溶液250～500ppm相當於含1ppm的純粹銀離子濃度。即電解銀離子溶液在1ppm時的抑菌力 ，大約相當於納米銀溶液250～500ppm濃度的抑菌力。即：

納米銀離子溶液[MIC]為：62ppm～250ppm

電解銀離子溶液[MIC]為：0.05ppm～0.5ppm

單純的濃度比較大概是500比1。

形態：

電解銀離子液為無色、無味的透明液體。納米銀溶液因載體不同，分為無色、透明的液體，和棕色溶液兩大類型。棕色溶液使用磷灰石等廉價材料，價格低。

納米銀的物理形態是粉劑。市場上，很多采用納米銀粉劑置換銀離子的溶液出售。從載體中銀離子溶出（遊離出）的速度和濃度，視各廠傢的納米銀粉劑而有差異，且工藝繁瑣，價格高。所以由納米銀加工銀離子液體並不是載銀的優勢。

電解銀離子產品是液體。是一種不含載體顆粒的，高純度的無色、無味、無毒性的透明水溶液。因此可使用於眼睛、口腔、鼻孔、皮膚及陰道等粘膜組織。理論上說，銀離子隻要不和其它元素反應，不生成銀化合物，不成為新的物質，銀離子的殺菌效果一直存在。即使銀離子進入細菌的細胞核，使細菌死亡之後，再次溶出，仍然可以周而復始殺菌。